Ekologia / 1

Тема: Вступ. Л - 1

1. Основні поняття

Зміст екологічної освіти можна висловити у вигляді трьох взаємопов’язаних компонентів:

- знання екологічних законів, правил, теорій, понять, наукових фактів;

- практична діяльність в реальних ситуаціях, пов’язана з вирішенням екологічних проблем;

- емоційно-естетичне сприймання природи та ставлення людини до неї.

Знання про довкілля, розуміння різних видів взаємозв’язків, які виникають між людиною та навколишнім середовищем, є необхідною умовою взаємного узгодження економічних, екологічних та соціальних чинніків сталого розвитку.

Е. Геккель у 1866 році запропонував назвати загальне вчення про взаємовідносини організмів та навколишнього середовища екологією.

Термін “екологія” походить від грецького слова “oikos”, що в дослівному перекладі означає дім; жилище; та в широкому розумінні слова розуміють як середовище мешкання.

Сучасна екологія з окремого розділу біології перетворилася на комплекс фундаментальних та прикладних дисциплін, що переживають нині стадію активного флормування. Відбулося значне розширення терміна, з’явився екологічний підхід до різних проблем людської практики – від очищення та озеленення вулиць міст до виробничих завдань і, нарешті, викристалізувалося загальне ставлення до проблеми антропогенного впливу на середовище мешкання – повітря, грунти, клімат як до екологічних проблем. Екологія відіграє важливу роль у розробці теоретичних засад та практичному вирішенні багатьох проблем, які стосуються природокористування, охорони навколишнього середовища, здоров’я людей, екологічного моніторингу, моделювання екологічних процесів, екологічного управління. В екології складні фундаментальні проблеми знаходяться поряд з прикладними питаннями, які необхідно негайно вирішувати. Все це дозволяє говорити, що екологія більш ніж наукова дисципліна, вона являє собою проблемно орієнтовану систему наукових знань.

Якщо все ж таки розрізняти «екологію», «раціональне природокористування» і «соціоекологію», то екологія сприймається як теоретична (біологічна) основа взаємодії в системі «організми - середовище»; раціональне природокористування – як система експлуатації природних ресурсів та умов в найбільш ефективному режимі, без різких змін природно-ресурсного потенціалу та збереження здоров’я людей; соціальні аспекти проявляються в діапазоні від елементарної екологічної безграмотності населення до сприйняття глобальних процесів з точки зору ноосфери та сталого (збалансованого) розвитку. В багатьої аспектах ці уявлення співзвучні ідеям Ю. Одума: «Коли наука про дім (екологія) та наука про ведення домашнього господарства (економіка) зіллються, коли предмет етики розширить свої межі та включить до себе поряд з цінностями, створеними людьми, цінності, створені навколишнім середовищем, тоді ми справді зможемо стати оптимістами щодо майбутнього людства».

Екологія – це наука, що вивчає відношення організмів (особин, популяцій, біоценозів і т. д.) між собою та з оточуючим середовищем із неорганічною природою), загальні закони функціонування екосистем різного ієрархічного рівня; середовище мешкання живих істот, включаючи людину.

Глобальна екологія вивчає біосферу в цілому, тобто екологічну систему, що охоплює всю земну кулю.

Головні задачі сучасної глобальної екології:

1. Вивчення антропогенних змін в оточуючому середовищі;

2. Обґрунтування методів збереження й поліпшення цього середовища в інтересах людини;

3. Прогнозування змін екологічної ситуації у майбутньому;

4. Розробка заходів, спрямованих на збереження та поліпшення оточуючого середовища людини, та попередження небажаних змін біосфери.

Головні завдання екології є:

1. Встановлення закономірностей взаємозв’язків між організмами, їх угрупованнями та умовами довкілля;

2. Дослідження стуктури та функціонування угруповань організмів;

3. Розробка методів визначення екологічного стану природних та штучних угруповань;

4. спостереження за змінами в окремих екосистемах та біосфері в цілому, прогнозування їхніх наслідків;

5. Створення бази даних та розробка рекомендацій для екологічно безпечного планування господарської та соціальної діяльності людини;

6. Застосування екологічних знань у справі охорони довкілля та раціонального використання природних ресурсів.

Предметом екології є: різноманітність та структура зв’язків між організмами, їх угрупованнями та середовищем існування, а також склад і закономірності функціонування угруповань організмів: популяцій, біогеоценозів (екосистем), біосфери в цілому.

Напрями екологічних досліджень. Зв’язки екології з іншими науками.

Екологія сьогодгі – це розгалужена система наук. Орієнтовна структура сучасної екології зображена на рис. 1.1 (За Г.О. Білявським).

Сучасну екологію можна чітко розділити на теоретичну та практичну. В теоретичній екології розрізняють два напрямки: вчення про екологічні фактори (аутекологія), популяційну екологію (деметоекологія) та біогеоценологію (синекологія).

Екологічні фактори – це всі чинники довкілля, які впливають на живі організми та їх угруповання. Вчення про екологічні фактори класифікує ці чинники за їхнім походженням та особливостями дії, досліджує вплив як окремих екологічних факторів, так і комплексну їх дію на живі системи різних рангів.

Популяційна екологія вивчає популяції різноманітних організмів як особливий рівень організації живої матерії: їхню структуру, стан, способи саморегуляції.

Біогеоценологія – наука про структуру, функціонування, саморегуляцію та саморозвиток багатовидових угруповань організмів (біогеоценозів) та біосфери в цілому.

Екологія – це комплексна біологічна наука, яка тісно взаємодіє з багатьма природничими дисциплінами. У 1964 році було розпочато роботу за загальною Міжнародною біологічною програмою (МБП), завдяки чому вдалося підрахувати природний фонд нашої планети. Це дало змогу визначити норми продукції, яку може для своїх потреб використовувати людина.

Необхідне об’єднання зусиль екологів різних країн і в справі охорони довкілля. Це пов’язано з тим, що не існує локальних екологічних катастроф: наслідки події, яка мала місце в одній країні, можуть відчутись і у країнах, які безпосередньо з нею не межують. Актуальність цієї проблеми наочно продемонструвала аварія на Чорнобильській АЕС.

Методи екологічних досліджень.

В зв’язку з тим, що екологія складається з багатьох напрямків досліджень і знаходиться на стику (перехресті) різних наук, спектр наукових методів дослідження – найрізноманітніший. Серед них, слід виокремити:

– загальні методи: системний аналіз; методи формалізації, постановки гіпотез; емпіричний, порівняльний, історичний, метод експертних оцінок і т.п.;

– картографічний та інші графічні методи: найважливіші для визначення ступенів антропогенного впливу на навколишнє середовище у просторовому вимірі та для наочного його відображення;

– нормативні методи: найбільше значення має розробка нормативів і стандартів якості навколишнього середовища, викидів та інших негативних впливів;

– математичні методи: методи обробки статистичних даних (особливе значення мають в біоекології; в неї розвився окремий науковий напрямок – біометрія); методи математичного моделювання (найчастіше використовуються в моделюванні процесів забруднення повітря, ґрунтів, гідросфери, ерозійних процесів; у глобальному моделюванні природних процесів та ін.);

– інформаційні методи: найпоширеніші в дослідженнях геоінформаційних систем (ГІС-технології), у формуванні систем моніторингу, управління і т.п.;

– економічні методи: використовуються в економіці природокористування, екологічній експертизі;

– методи прогнозування: є головнішими в розробці територіальних комплексних програм охорони природи, в цільових комплексних програмах екологічного напрямку, в глобальних прогнозах розвитку людства з врахуванням екологічного аспекту та ін.;

– соціологічні методи: використовуються в соціоекології та багато інших.

Контрольні запитання

1. Що таке екологія?

2. Які завдання стоять перед екологією?

3. Які основні напрями екологічних досліджень?

4. Що є предметом екології?

5. Визначте основні структурні блоки сучасної екології.

6. Які основні методи екологічних досліджень?

Теми для доповідей:

1. Екологія як комплексна наука про навколишнє середовище.

2. Нарис історії екології.

3. Структура сучасної екології.

4. Об’єкти дослідження екології.

5. Комплекс сучасних методів екологічних досліджень.

6. Основні етапи взаємодії людини з довкіллям.

Список рекомендованої літератури

1. Білявський Г.О., Бутченко Л.І., Навроцький В.М. Основи екології: теорія і практика. Навчальний посібник. Київ. 2002.

2. Кучерявий В.П. Екологія. Львів. 2000.

3. Мусієнко М.М., Серебряков В.В, Брайон О.В. Екологія. Охорона природи: Словник-довідник. К. 2002.

4. Одум Ю. Экология (в 2-х томах). М. 1986.

5. Основи екології. Підручник. Білявський Г.О., Фурдуй Р.С., Костіков І.Ю., К. 2004.

6. Серебряков В.В. Основи екології. Підручник. К. 2002.

Екологія як наука сформувалася в середині 19 століття.

У 1866 р. німецький вчений Ернст Геккель в монографії “Загальна морфологія організму” назвав екологією один з розділів біології – науку про умови мешкання організмів в оточуючому їх, середовищі.

Організми, що живуть у біосфері можна вивчати на рівнях:

• популяцій;

• угрупувань;

• біогеоценозів, тобто екосистем.

Популяція – група особин одного виду, що знаходяться у взаємодії, разом населяють загальну територію і відновлюють себе (латин. “populus” – народ, населення).

Спільні угрупування – сукупність організмів різних видів, пов’язаних матеріально-енергетичними зв’язками, які населяють певну територію.

Організми, що синтезують органічні речовини з неорганічних сполук із використанням енергії сонця називають автотрофами.

Організми, що синтезують органічні речовини з неорганічних сполук із використанням енергій, що звільняються при хімічних реакціях – хімотрофи.

Організми, що живляться готовими речовинами називаються гетеротрофи.

Спільні угрупування – організаційна одиниця, яка має деякі особливі властивості, що не притаманні складовим її компонентам (а саме особинам, популяціям).

Основні угрупування характеризуються великими розмірами та завершеністю організації, що забезпечує їх відносну незалежність. Вони потребують ззовні лише сонячну енергію і практично є незалежними від сусідніх угрупувань.

Мілкі – угрупування, які в тій чи іншій мірі залежать від сусідніх угрупувань.

Сукупність рослин – фітоценоз

Сукупність тварин – зооценоз

Сукупність мікроорганізмів – бактеріоценоз

Термін угруповання часто використовують як синонім біоценозу.

Біоценоз – (від лат. “bios” – життя та “koino`s” – загальний) – угрупування спільно мешкаючих та взаємопов’язаних організмів; сукупність живих компонентів (рослин, тварин, ґрунтів, мікроорганізмів).

Біогеоценоз (екосистема) – складний природний комплекс живих та неживих компонентів, що взаємодіють між собою та оточуючим середовищем і знаходяться в матеріально-енергетичних залежностях.

Сукупність біогеоценозів планети утворює гігантську екосистему – біосферу.

Біогеоценози можуть формуватися на любій частці земної поверхні – на суші, воді. Біогеоценози бувають степовими, болотними, луговими і т. д.

У структурі любого біогеоценозу виділяють 4 структурні компоненти:

1. абіотичне оточення (весь комплекс неживої природи, звідки біогеоценоз отримує продукти для існування і куди виділяє продукти обігу);

2. комплекс автотрофних організмів – продуценти, що забезпечують органічними речовинами та енергією всі інші організми (фототрофні рослини, фотосинтезуючі бактерії);

3. комплекс гетеротрофних організмів – консументів, що живуть за рахунок живлющих речовин, створених первинними продуцентами (консументи – тварини та безхлорофільні рослини);

4. комплекс організмів, що розкладають органічні сполуки до мінерального стану – це редуценти або деструктори, що представлені мікроорганізмами – бактеріями, грибами, найпростішими, а також організми, які живляться мертвими органічними сполуками.

Між усіма чотирма ланками існує закономірний зв’язок.

2. Основні закони. (Сформульовані Комменером)

1. Все пов’язано з усім (загальний зв’язок процесів і явищ у природі);

2. Усе повинно кудись діватись (будь-яка природна система може розвиватися за рахунок використання енергетичних і інформаційних можливостей оточуючого середовища);

3. Природа знає краще (поки що ми не маємо абсолютно правильної інформації про механізми й функції природи, ми легко можемо зашкодити природі, намагаючись її поліпшити);

4. Ніщо не дається дарма (глобальна екосистема – єдине ціле, в рамках якого ніщо не може бути виграно або втрачено, не може бути об’єктом загального поліпшення; усе отримане в процесі людської праці повинне бути відновлене, відшкодоване).

3. Сучасна екологія. Місце екології у системі наук.

Як міждисциплінарна наука, екологія взяла на озброєння всі методи теорії систем і на цій основі опинилася на перехресті біологічних, гуманітарних, інженерно-технічних наук. Екологія при цьому залишається точною біологічною наукою, що досліджує живі об’єкти та їх сукупність, але вона стала і гуманітарною наукою, тому що визначає місце людини в природі, формує її світогляд та сприяє оптимізації розвитку соціальних та виробничих процесів. В 60-70 р. посилюється прикладна направленість екології.

Існують інші способи розподілу екології.

Сучасна екологія складається з 4-х взаємопов’язаних, але до певної міри самостійних розділів, що виходять один з одного:

1. Факторіальна екологія або аутекологія (вивчає фактори середовища та їх, вплив на живі організми);

2. Демекологія (вивчає популяції та їх зв’язок між собою та довкіллям);

3. Синекологія (розглядає закономірність співіснування організмів, їх, угрупувань у зв’язку одне з одним й умовами існування, тобто вивчає екосистеми);

4. Соціальна екологія (вивчає взаємодію людини та біосфери й місце людського суспільства у природі).

К. М. Ситник та М. І. Будико (1990-1992) розділяють екологію на 3 частини:

• Загальна екологія (вивчає основні закономірності функціонування екологічних систем);

• Глобальна екологія (вивчає біосферу в цілому);

• Прикладна екологія (об’єкт вивчення – взаємовідносини живих організмів із середовищем).

За думкою Г. Білявського та М. Падуна (1991) в екології існує 5 основних блоків:

1. Біоекологія; (2)Геоекологія; (3)Техноекологія;

(4)Соціоекологія; (5)Космічна екологія.

М. Ф. Реймерс (1990) вважає, що до складу сучасної екології входять 39 основних розділів, а сама вона тісно пов’язана з 70 великими науковими дисциплінами.